三维视觉轨迹跟踪与动态碰撞检测算法的研究

摘要

该文的主要研究目的是实现一个基于机器视觉的机器人手臂动作跟踪系统,该系统能够完成对机器人手臂动作轨迹的跟踪、预测,并且能够实现碰撞检测和碰撞预警的功能.该文详细介绍了如何实现动态环境下的碰撞检测算法.首先,将多面体剖分算法与包围盒算法相结合,将物体剖分为一系列简单多面体,同时根据剖分的过程建立具有多层结构的包围盒树.然后,根据物体间的相对位置、相对速度等信息建立起碰撞检测的优先级队列.这样,两物体间地碰撞检测问题就转化为两棵包围盒树间的一个搜索问题.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1课题来源和研究背景

1.2国内外研究情况

1.3研究目的

第二章机器人视觉系统结构和原理

1.1课题的软、硬件系统结构

2.2机器人视觉系统软件模块

第三章视频轨迹跟踪系统的设计与实现

3.1摄像机模型

3.1.1针孔模型和透视投影

3.1.2摄像机的内外参数和畸变补偿模型

3.1.3变换矩阵的建立

3.1.4摄像机标定

3.1.5空间坐标的计算

3.2图像的捕获与预处理

3.2.1图像捕获

3.2.2图像预处理

3.2.3特征点的设计与识别

3.3立体视觉测量

3.3.1工作原理

3.3.2特征点的匹配

3.4骨架模型的建立与动作跟踪

第四章动态碰撞检测算法的研究

4.1基于相交检测的碰撞检测算法

4.2基于凸多面体剖分的并行碰撞检测算法

4.3基于包围盒树的动态碰撞检测算法

4.3.1分层包围盒树的建立

4.3.2碰撞检测搜索算法

4.3.3测试结果与性能分析

第五章实验与结论

5.1PT500机器人建模

5.1.1机器人几何及运动学建模简介

5.1.2 OpenGL三维显示技术

5.2视频轨迹跟踪系统的实验

5.3总结与展望

参考文献

致谢

作者攻读学位期间公开发表的学术论文、专著、科技成果